嘧啶核苷酸代谢PPT课件
合集下载
第九章核苷酸代谢PPT课件
氨甲酰磷酸
O HN
O
O
天冬氨酸 氨甲酰转移酶
HO C NH 2
CH 2
二氢乳清酸酶
HN
C
CH 2
O HO C
CH 2
C
CH
O N COOH
Pi
H
氨甲酰天冬氨酸
H2O
C CH O N COOH
H
二氢乳清酸
CH H 2N COOH
Asp
二氢乳清酸 脱氢酶
NAD + NADH+H +
O
O
脱 羧 酶 HN
嘌呤类似物 氨基酸类似 叶酸类似
物
物
6-巯基嘌呤 氮杂丝氨酸
6-巯基鸟嘌呤
等
8-氮杂鸟嘌呤 等
氨蝶呤
氨甲蝶呤 等
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
第二节 嘧啶核苷酸的代谢
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
嘧啶核苷酸的结构
一、嘧啶核苷酸的合成代谢
•2.合成部位
主要是肝细胞胞液
•3.嘧啶合成的元素来源
C
Gln
N 3 4 5C
氨基甲酰磷酸
Asp
CO 2
C 2 1 6C N
•4.合成过程
1. 先合成嘧啶环，再与在PRPP相 连，首先合成UMP
2. 再由UMP CMP
（ 1 ）尿嘧啶核苷酸的合成
2A TP Gl+n HC 3- O
2A D P+Pi
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
•1.定义
嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸 核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物 质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核 苷酸的途径。
O HN
O
O
天冬氨酸 氨甲酰转移酶
HO C NH 2
CH 2
二氢乳清酸酶
HN
C
CH 2
O HO C
CH 2
C
CH
O N COOH
Pi
H
氨甲酰天冬氨酸
H2O
C CH O N COOH
H
二氢乳清酸
CH H 2N COOH
Asp
二氢乳清酸 脱氢酶
NAD + NADH+H +
O
O
脱 羧 酶 HN
嘌呤类似物 氨基酸类似 叶酸类似
物
物
6-巯基嘌呤 氮杂丝氨酸
6-巯基鸟嘌呤
等
8-氮杂鸟嘌呤 等
氨蝶呤
氨甲蝶呤 等
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
第二节 嘧啶核苷酸的代谢
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
嘧啶核苷酸的结构
一、嘧啶核苷酸的合成代谢
•2.合成部位
主要是肝细胞胞液
•3.嘧啶合成的元素来源
C
Gln
N 3 4 5C
氨基甲酰磷酸
Asp
CO 2
C 2 1 6C N
•4.合成过程
1. 先合成嘧啶环，再与在PRPP相 连，首先合成UMP
2. 再由UMP CMP
（ 1 ）尿嘧啶核苷酸的合成
2A TP Gl+n HC 3- O
2A D P+Pi
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
•1.定义
嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸 核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物 质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核 苷酸的途径。
高中生物竞赛课件：嘧啶核苷酸的合成与分解
UMP
嘧啶核苷酸的合成与分解
(三) 嘧啶核苷酸的从头合成 尿嘧啶核苷酸的合成 1、氨甲酰磷酸的生成
2ATP 2ADP+Pi
Gln + HCO3氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
(CPS-Ⅱ )
H2N C OPO3H2 + Glu
O
氨甲酰磷酸
区别于尿素循环中的氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ (线粒体)
嘧啶核苷酸的合成与分解
(三) 嘧啶核苷酸的从头合成 尿嘧啶核苷酸的合成
胞嘧啶
转氨作用脱去氨基 ，参与有机酸代谢
β-丙氨酸
参与泛酸及 CoA的合成
嘧啶核苷酸的合成与分解
二、嘧啶核苷酸的分解代谢 胸腺嘧啶→β氨基异丁酸
胸腺嘧啶
二氢尿嘧啶 脱氢酶
二氢嘧啶酶
β-脲基异丁酸
二氢胸腺嘧啶 β-脲基丙酸酶
还原、水化、水解
TCA循环
β-氨基异丁酸
琥珀酰 CoA
甲基丙二酰半醛
氨基转移至 α-酮戊二酸
dTMP: 脱氧胸苷在胸苷激酶的催化下形成dTMP
胸苷激酶
脱氧胸苷 + ATP
dTMP +ADP
嘧啶核苷酸的合成与分解
嘧啶核苷酸生物合成的调节 细菌: ATCase是从头合成的主要调
HCO3-+Gln
节酶；ATP为激活剂; CTP为抑制剂
+2ATP
天冬氨酸转氨甲
⊕ 酰酶(ATCase)
PRPP
氨甲酰磷酸
HN C C
N
P O HC N C N CH CH2 O
OH OH
次黄嘌呤核苷酸 (I MP)
HN C C
N
P O HC N C N CH CH2 O
核苷酸代谢—嘧啶核苷酸的代谢(生物化学课件)
嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶核苷酸的补救合成与嘌呤核苷酸 相似，主要通过嘧啶核苷酸激酶和磷酸核 糖转移酶的作用，将嘧啶碱基和嘧啶核苷 转变成相应的核苷酸。
嘧啶核苷酸的补救合成反应
尿嘧啶磷酸核糖转移酶
嘧啶（除胞嘧啶） + PRPP
嘧啶核苷酸+ PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶
UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP
合成 特征
嘧啶核苷酸的从头合成
5、体内嘧啶核苷酸的互变
嘧啶核苷酸的从头合成
6、乳清酸尿症
是由于患者体内的乳清酸磷酸核糖转移酶和乳清酸核苷酸脱羧酶 发病原因 的活性降低所致一种隐性遗传代谢性疾病。
临床特征 尿中排出乳清酸增多。
治疗
UMP和CTP可反馈抑制乳清酸的生成，故临床上给该患者服用酵母 提取液中的UMP和CTP的混合液，可明显降低患者尿中乳清酸含量。
（1）UMP的合成 （2）UMP转变生成CTP （3）UMP转变生成dTMP
嘧啶核苷酸的从头合成
1、UMP的合成
嘧啶核苷酸的从头合成
2、CTP的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP
二磷酸核苷激酶
UDP
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
嘧啶核苷酸的从头合成
3、dTMP的合成
脱氧核苷酸还原酶 UDP
dUDP
CDP dCDP
dCMP 脱氨
TMP合酶
dUMP
N5, N10-甲烯FH4
FH2
FH4FH2还原酶
NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
第10章 核苷酸代谢_PPT幻灯片
19
合成过程 腺嘌呤 + PRPP
次黄嘌呤 + PRPP
APRT AMP + PPi
HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶 AMP
ATP ADP
20
补救合成的生理意义 ➢ 补救合成节省从头合成时的能量和一些 氨基酸的消耗。 ➢ 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能 进行补救合成。
R-5-P PRPP合成酶
酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
（二）嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式 参与补救合成的酶 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶 (adenosine kinase)
6
第一节 嘌呤核苷酸的代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
7
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
8
一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救 合成两种途径
从头合成途径 (de novo synthesis) 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2
合成过程 腺嘌呤 + PRPP
次黄嘌呤 + PRPP
APRT AMP + PPi
HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶 AMP
ATP ADP
20
补救合成的生理意义 ➢ 补救合成节省从头合成时的能量和一些 氨基酸的消耗。 ➢ 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能 进行补救合成。
R-5-P PRPP合成酶
酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
（二）嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式 参与补救合成的酶 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶 (adenosine kinase)
6
第一节 嘌呤核苷酸的代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
7
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
8
一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救 合成两种途径
从头合成途径 (de novo synthesis) 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2
嘧啶核苷酸代谢
CO2＋谷氨酰胺
CPS-II
氨基O甲酰磷酸 Asp
天冬氨酸氨基
氨甲酰 天冬氨酸
N
甲酰转移酶
H2O
乳清酸核苷酸
乳清酸
二氢乳清酸
O N PPi PRPP NADH++H+ NAD+
CO2
UMP
UNDPH2 还原
dUDP O
合CN成TPU酶TPGln O CTNP
dCMP
N
CH3
TMP
dUMOP
合成酶
甲基化N
嘧啶核苷酸代谢
生物化学与分子生物学教研室 朱利娜
合成代谢
从头合成：原料 补救合成 嘧啶核苷酸的抗代谢物
分解代谢
嘧啶核苷酸的合成代谢
从头合成
（1）原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2
天冬氨酸
谷氨酰胺
C
NC
-OOC CH2
CO2 C
C
N
CH
+H3N
COO-
嘧啶核苷酸的合成代谢
（2）过程： 尿嘧啶核苷酸的合成：先合成嘧啶环，再 与磷酸核糖结合 CTP的合成：由UMP在激酶连续催化下生 成UTP，再从谷氨酰胺接受氨基生成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP或TMP）的 生成：由dUMP甲基化生成
HHOHOβHH-H氨OOHβO-基O丙OOOH异OH氨HH丁HHON酸酸HOCHHONNHHHHOHHONHN222ON2+ONHNHNNOCHHCCCH3H2HHHHHHHH3HHN22排 有HHN3A出机ANDDβ+HP酸体-NCP氨2bH胸3ON尿-AN代外+丙基+2H腺+DA嘧H2氨或谢异3N嘧+PDHC+啶C酸丁N啶进HP3OO酸+H++2入2H3 +
核苷酸代谢PPT演示课件
ON H
胞嘧啶
ON H
尿嘧啶
O CH3
HN
ON H 胸腺嘧啶
β-脲 基 丙 酸
HOOC
NH2 CH2
O
N CH2
H
H 2O
HOOC
NH2 CH CH3
O
N C H 2 β-脲 基 异 丁 酸
H
H 2O
H 2N
CH2
CH2 COOH
CO2 + NH3
H 2N
CH2
CH COOH
CH3
•59
β-丙 氨 酸
腺嘌呤核苷酸
H2O
Pi NH2
N
N H2O
脱氨酶 核苷酸酶
NH3
NN R- 5'-P
次黄嘌呤核苷酸
H2O
OH Pi
N
N
N N 腺嘌呤核苷脱氨酶
R
NN
•27
R
OH
N
N
Pi
OH
核糖1-磷酸 N
N
N NR
次黄嘌呤核苷
OH
N
N
HO N N H
尿酸
核苷磷酸化酶
NN H
2H++O_.2
次黄嘌呤
O2+H2O
黄嘌呤氧化酶
G
（-）
PRPP
Azas
•69
嘧啶核苷酸的分解代谢
•70
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
β-脲基丙酸
胸腺嘧啶 β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
•71
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
《核苷酸代谢》PPT课件 (2)
3’
5’
5’
3’
OH P
➢拓扑异构酶(旋转酶)
消除DNA 的超螺旋,根据作用方式不同而分为两种: 旋转酶Ⅰ
旋转酶Ⅱ
✓旋转酶І：使DNA一条链发生断裂(切口反应) 和再连接(封口反应)。作用是松解负超螺旋，
不需要能量。
✓旋转酶Π：使DNA两条链发生断裂和再连 接。可以形成负超螺旋,需要由ATP或GTP提 供能量.
✓ 限制性核酸内切酶：在细菌细胞内存在的一类能 识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于 特异切割DNA,常作为基因工程工具酶。
牛脾磷酸二酯酶 从5’端3-核苷酸
பைடு நூலகம்
蛇毒磷酸二酯酶 从3’端移去5-核苷酸
嘌呤的降解：
腺嘌呤
鸟嘌呤
H2O
H2O
腺嘌呤脱氨酶
NH3
NH3 鸟嘌呤脱氨酶
次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤
二氢尿嘧啶脱氢酶
胸腺嘧啶
二氢胸腺嘧啶
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
H2O
二氢嘧啶酶
NH3+CO2 +β-氨基异丁酸
脲基丙酸酶 β-脲基异丁酸
H2O
第二节 核苷酸的生物合成
嘌呤核苷酸的合成 嘧啶核苷酸的合成
核苷酸的合成有2条途径:
从头合成:利用CO2、NH3、某些氨基酸、磷酸核糖
等简单物质为原料,经过一系列酶促反应
排泄动物 人类、灵长类动物、鸟类、昆虫 除灵长类外其它哺乳类动物 某些硬骨鱼类 大多数鱼类、两栖类动物 甲壳类动物、软体动物
嘧啶的降解：
胞嘧啶
胞嘧啶脱氨酶 尿嘧啶
二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢尿嘧啶
H2O NH3
核苷酸的合成分解【共31张PPT】
NM P ATP NDP
ATP
NTP
N： 代表 A、 G、C、U 作为合成RNA的原料
五、脱氧核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸由核糖核苷 酸的二磷酸核苷水平上还原生 成
dTTP dTMP dUMP
NDP
NADPH+H+
NADP+
H2O
DNA合成原料
dNTP
dNDP
（A、G、C）
第二节 核苷酸的分解代谢
2ATP 2ADP+Pi
CO2+谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
乳清酸核苷酸 OMP
Pi PRPP
乳清酸
氨甲酰天冬氨酸
H2O 二氢乳清酸
CO2 尿嘧啶核苷酸（UMP）
2、CTP的合成
ATP
UMP
ATP
UDP
UTP
CTP
谷氨酸
谷氨酰胺
3、dTMP的合成
dUDP
(-)
一、嘌呤核苷酸的抗代谢物
Ｃ．脑组织
别嘌呤醇
D．骨髓组织
一、嘌呤核苷酸的从头合成
E. 小肠 嘧啶核苷 + ATP
嘧啶核苷酸 + ADP
UTP、CTP 、 GTP分别参与Gn、磷脂和Pr合成
嘧啶碱 + PRPP
嘧啶核苷酸
一、嘌呤核苷酸的从头合成
二、嘧啶核苷酸抗代谢物
别尿嘧嘌２啶呤←胞.醇下嘧啶 列原料在胸嘌腺嘧啶呤碱和嘧啶碱合成中均需要
（R） C（.dR）嘧啶核苷酸的从头合成
A / G / I + PRPP
AMP / GMP / IMP
8-氮杂鸟嘌呤等
D. FH2还原酶
嘧啶核苷酸的补救合成
08第八章 核苷酸代谢.ppt
主菜单
导言
四、核苷酸的功能 最重要 —— 组成核酸的基本单位 其他生物学作用： 供应能量、活性载体、 构成辅酶、参与代谢调控 实例：
五、核苷酸的消化 (示意图)
主菜单
第一节 嘌呤核苷酸代谢
一、嘌呤核苷酸的合成代谢 从头合成途径： 在酶促作用下，用AA、一碳单
位、磷酸核糖等简单物质为原料，合成核苷 酸的途径。（肝及大多组织细胞）
甘氨酰胺核苷酸 ＧＡＲ
返回
主菜单
IMP 的合成过程 （２）
返回
主菜单
嘌呤核苷酸从头合成的调节（１）
返回
主菜单
嘌呤核苷酸从头合成的调节（２）
返回
主菜单
脱氧核苷酸的生成
返回
主菜单
嘌呤核苷酸的补救合成
嘌呤碱的磷酸核糖基化
腺嘌呤 ＋ PRPP
APRT
次黄嘌呤 ＋ PRPP HGPRT
鸟嘌呤 ＋ PRPP
返回
主菜单
嘧啶核苷酸从头合成的调节
返回
主菜单
嘧啶碱的分解代谢
返回
主菜单
各种抗代谢药物的作用机制
嘌呤类似物 ——
腺苷酸
AMP AMP AMP
IMP
代琥珀酸
XMP
GMP GMP GMP
从头合成的调节： 参见示意图
主菜单
第一节 嘌呤核苷酸代谢
一、嘌呤核苷酸的合成代谢 （二）嘌呤核苷酸的补救合成
脑组织和骨髓中并不存在从头合成途径，这 些细胞只能直接利用已有的嘌呤碱或嘌呤核苷重 新合成嘌呤核苷酸，称为补救合成。
这一途径比较简单，且能量和氨基酸等的消 耗也比从头合成途径少得多。
一、嘧啶核苷酸的合成代谢 （一）嘧啶核苷酸的从头合成途径
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢PPT课件
2019/11/27
.
31
THX!
2019/11/26
.
32
6－MP→次黄嘌呤－鸟苷酸酶 →硫代肌苷酸→阻止肌苷酸转 变为腺苷酸和鸟苷酸。这种药 物对S期细胞及其他期细胞有 效。临床主要用于儿童急性淋 巴母细胞性白血病的维持治疗， 亦用于治疗急性或慢性非淋巴 细胞性白血。
2019/11/27
.
25
1.举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制
5-氟尿嘧啶结构与胸腺嘧啶 相似，本身并无生物学活性，
必须在体内转变成一磷酸脱氧 氟尿嘧啶核苷（FdUMP）及三 磷酸氟尿嘧啶核苷（FUTP） 后才能发挥作用。FdUMP是胸 苷酸合酶的抑制剂：FUTP可 以掺入RNA分子以破坏RNA的 结构与功能。
其抗肿瘤谱广，对多种肿瘤 尤其是对消化道癌症和乳腺癌 疗效较好。临床用于治疗食道 癌、胃癌、结肠癌、直肠癌、 胰腺癌及肝癌，也可用于治疗 卵巢癌、子宫癌、鼻咽癌、膀 胱癌及前列腺癌等。
2019/11/27
.
28Βιβλιοθήκη 2.举例说明核苷酸的基本生物学功能
1
2
3
作为核酸合成的原 料，这是核苷酸最 主要的功能。
体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要 能量形式。此外GTP等也可以提供能量。
参与代谢和生理调节。某些核
苷酸或其衍生物是重要的调节 分子。例如cAMP是多种细胞膜 受体激素作用的第二信 使;cGMP也与代谢调节有关。
核苷酸的代谢、合成，减缓甚至阻滞癌细胞的增殖的作用而成为
治疗癌症的重要药物。但多数药物在对抗癌细胞的同时无法区分
正常组织细胞，故仍然对人体有害。
2019/11/27
.
《核苷酸代谢 》课件
要点二
脱氧核糖一磷酸与脱氧核糖一磷 酸一腺苷的相互转化
在细胞内，脱氧核糖一磷酸可被转化为脱氧核糖一磷酸一 腺苷，反之亦然。这种转化对于DNA的合成和修复同样具 有重要意义。
04 嘌呤核苷酸代谢
嘌呤核苷酸的合成
总结词
描述嘌呤核苷酸合成的起始物质、关键酶、合成途径 和调节机制。
详细描述
嘌呤核苷酸的合成是从磷酸戊糖开始，经过一系列酶 促反应，最终生成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。合 成过程中需要磷酸戊糖、谷氨酰胺等物质作为起始物 质，同时需要多种酶的参与，如氨基甲酰磷酸合成酶 、天冬氨酸氨基转移酶等。合成途径分为两条，一是 从头合成，二是补救合成。合成过程受到多种因素的 调节，如磷酸戊糖的浓度、谷氨酰胺的供应等。
核糖核苷酸的分解是核苷酸代谢的重要环节，涉及到多种酶的参与和能量的释放。
详细描述
核糖核苷酸的分解首先从特定的核糖核苷酸开始，经过水解、氧化、磷酸化等反应，最终形成磷酸、 糖类、氨基酸等物质。这个过程中需要特定的酶来催化每一步反应，同时伴随着能量的释放。分解产 生的物质可以用于合成其他重要的生物分子。
详细描述
核苷酸的合成主要通过磷酸戊糖途径、糖酵解途径和三羧酸循环等途径，从简单的原料合成核苷一磷酸，再合成 核苷二磷酸和核苷三磷酸。核苷酸的降解主要通过核苷酶和核苷酸酶的作用，将核苷一磷酸、核苷二磷酸和核苷 三磷酸分别降解为相应的单磷酸、二磷酸和三磷酸核苷。
02 核糖核苷酸代谢
核糖核苷酸的合成
总结词
核苷酸代谢的重要性
总结词
核苷酸代谢对于维持生物体的正常生理功能至关重要。
详细描述
核苷酸是细胞内重要的生物分子，参与DNA和RNA的合成与修复，影响基因的 表达和遗传信息的传递。核苷酸代谢的异常会导致一系列疾病，如代谢性疾病 、癌症等。
核苷酸的代谢ppt医学课件
APRT
HGPRT
HGPRT
腺嘌呤核苷 AMP
腺苷激酶
ATP ADP
次黄嘌呤鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
腺嘌呤磷酸 核糖转移酶
碱基水平起点
主要
核苷水平起点
（4）嘌呤核苷酸的补救合成意义
补救合成节省能量和一些氨基酸的消耗。 自毁容貌综合症（Lesch-Nyhan）是由于缺乏HGPRT而产生的嘌呤核苷酸代谢病。HGPRT广泛存在于人类各组织的胞浆中，以脑组织中含量最多 缺乏补救途径会引起嘌呤 核苷酸合成速度降低，结果大 量积累尿酸，并导致肾结石和 痛风。
排出很少利用
二、核酸的解聚作用
核酸的解聚作用
核酸酶：水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键。磷酸二酯酶 只作用于RNA：核糖核酸酶 只作用于DNA：脱氧核糖核酸酶 碱基分解的特点
人体内嘌呤分解代谢特点 1、氧化降解，环不打破; 2、最终产物:尿酸; 3、嘌呤代谢障碍: 痛风症
（二）嘧啶核苷酸合成途径
1、嘧啶核苷酸从头合成途径
（1）定义 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳及一碳单位等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 （2）合成部位 主要是肝细胞胞液 （3）从头合成原料： 天冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2
尿酸
黄嘌呤氧化酶
别嘌呤醇
痛风症的治疗机制
腺嘌呤
别嘌呤醇 核苷酸
嘌呤核苷酸 从头合成减少
减少
抑制
抑制
抑制
黄嘌呤溶解度更低 ？
外排
痛 风 症
痛风是尿酸过量产生或尿酸排泄不充分引起的尿酸堆积造成的,尿酸结晶堆积在软骨,软组织,肾脏以及关节处.在关节处的沉积会造成剧烈的疼痛.饮食以肉食为主的人,与饮食以米饭为主的人相比,哪种人发生痛风的可能性大 为什么 解析: 以肉食为主的人发生痛风的可能性大.由于痛风是尿酸产生过多引起的,而尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物,由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体物质,因此以富含蛋白质的肉食为主的人更易患痛风,同时也易患尿结石.
HGPRT
HGPRT
腺嘌呤核苷 AMP
腺苷激酶
ATP ADP
次黄嘌呤鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
腺嘌呤磷酸 核糖转移酶
碱基水平起点
主要
核苷水平起点
（4）嘌呤核苷酸的补救合成意义
补救合成节省能量和一些氨基酸的消耗。 自毁容貌综合症（Lesch-Nyhan）是由于缺乏HGPRT而产生的嘌呤核苷酸代谢病。HGPRT广泛存在于人类各组织的胞浆中，以脑组织中含量最多 缺乏补救途径会引起嘌呤 核苷酸合成速度降低，结果大 量积累尿酸，并导致肾结石和 痛风。
排出很少利用
二、核酸的解聚作用
核酸的解聚作用
核酸酶：水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键。磷酸二酯酶 只作用于RNA：核糖核酸酶 只作用于DNA：脱氧核糖核酸酶 碱基分解的特点
人体内嘌呤分解代谢特点 1、氧化降解，环不打破; 2、最终产物:尿酸; 3、嘌呤代谢障碍: 痛风症
（二）嘧啶核苷酸合成途径
1、嘧啶核苷酸从头合成途径
（1）定义 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳及一碳单位等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 （2）合成部位 主要是肝细胞胞液 （3）从头合成原料： 天冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2
尿酸
黄嘌呤氧化酶
别嘌呤醇
痛风症的治疗机制
腺嘌呤
别嘌呤醇 核苷酸
嘌呤核苷酸 从头合成减少
减少
抑制
抑制
抑制
黄嘌呤溶解度更低 ？
外排
痛 风 症
痛风是尿酸过量产生或尿酸排泄不充分引起的尿酸堆积造成的,尿酸结晶堆积在软骨,软组织,肾脏以及关节处.在关节处的沉积会造成剧烈的疼痛.饮食以肉食为主的人,与饮食以米饭为主的人相比,哪种人发生痛风的可能性大 为什么 解析: 以肉食为主的人发生痛风的可能性大.由于痛风是尿酸产生过多引起的,而尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物,由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体物质,因此以富含蛋白质的肉食为主的人更易患痛风,同时也易患尿结石.
第十一章 核苷酸代谢 PPT课件
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三 个水平上的降解
腺苷酸 次黄苷酸 黄苷酸 鸟苷酸
腺苷
次黄苷
黄苷
鸟苷
腺嘌呤
次黄嘌呤 黄嘌呤 尿酸
鸟嘌呤
嘧啶的分解代谢
O
NH2
O
尿嘧啶 HN 3
5
1
+H2O, -NH3
O
N
H
NADPH + H+
NADP+
O H
二氢尿嘧啶 HN
H H
H2O
O
N
H
H
β-丙氨酸
CH3
N
HN
N
N 核苷磷酸化酶
Ribose
次黄苷
N
N 次黄嘌呤
H
+O2 +H2O
OH
N
H2N
N
鸟苷
Pi 核糖-1-磷酸 OH
N N
N
核苷磷
N
酸化酶 H2N
N
N H
Ribose
鸟嘌呤
OH
+H2O, NH3
N
N
鸟嘌呤酶
HO
N
黄嘌呤氧化酶
N H
+O2 +H2O -H2O2
黄嘌呤
OH
尿酸(醇式)
N
H N
O
HO
N
N H
H2N
H
C
C
N
P CH2 O
N C H
+ CO2
OH
OH
ATP
ADP + PiP CH2来自H2N CN O
COOH C
N C H
OH
OH
5-氨基咪唑核苷酸
嘧啶核苷酸代谢
叶酸类似物： 叶酸类似物： 氨蝶呤、氨甲蝶呤使 氨蝶呤、氨甲蝶呤使dUMP不能利用 不能利用 一碳单位甲基化成dTMP。 。 一碳单位甲基化成 核苷类似物： 核苷类似物： 阿糖胞苷等抑制CDP还原成 还原成dCDP， 阿糖胞苷等抑制 还原成 ， 而影响DNA的合成。 的合成。 而影响 的合成
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶类似物：主要有 氟尿嘧啶 氟尿嘧啶（ 嘧啶类似物：主要有5-氟尿嘧啶（5-FU） ）
FdUMP 5－FU － FUTP 合成RNA 破坏RNA结构与功能 结 抑制dTMP合成 合 抑制DNA合成 合
氨基酸类似物： 氨基酸类似物： 氮杂丝氨酸能抑制 的生成。 氮杂丝氨酸能抑制CTP的生成。 能抑制 的生成
O HN O N CO2 HN
O PPi
O PRPP HN NAD+ N H 乳清酸 COOH
脱羧酶O
N
COOH
磷酸核糖 转移酶
O
R-5'-P 尿嘧啶核 苷酸 （U M P ）
R-5'-P 乳清酸核 苷酸 （OM P ）
合成途径中的前三个酶和后两个 酶各为一个多功能酶，由此更有利于 酶各为一个多功能酶， 以均匀的速度合成UMP。 。 以均匀的速度合成
3. AMP C6、GMP C2及CTP C4的氨基和 dTMP C5的甲基供体各是什么？ 的甲基供体各是什么？ 4. 试从合成原料及合成程序方面比较嘌呤 核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成的异同点。 核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成的异同点。 5. 试述 试述PRPP在核苷酸代谢中的重要性。 在核苷酸代谢中的重要性。 在核苷酸代谢中的重要性
6. 氨甲酰磷酸合成酶（CPS）Ⅰ和Ⅱ有何 氨甲酰磷酸合成酶（ ） 区别？ 区别？ 7. 脱氧胸腺嘧啶核苷酸、脱氧核糖核苷酸 脱氧胸腺嘧啶核苷酸、 和胞嘧啶核苷酸各在几磷酸水平上合成 的？ 8. 嘌呤碱、尿嘧啶、胞嘧啶及胸腺嘧啶的 嘌呤碱、尿嘧啶、 代谢终产物各是什么？ 代谢终产物各是什么？
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢共34页PPT
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
嘧啶核苷酸的合成与分解代 谢
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
嘧啶核苷酸的合成与分解代 谢
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
参与嘧啶合成
7
嘧啶核苷的合成代谢
补救合成
嘧啶 ＋ PRPP
嘧啶磷酸核糖 转移酶
嘧啶核苷酸＋ PPi
尿嘧啶核苷 尿苷激酶 UMP
ATP ADP
脱氧胸苷 胸苷激酶 TMP
ATP ADP
胸苷激酶 —— 恶性肿瘤的指征
.
8
嘧啶核苷酸的合成代谢
嘧啶核苷酸的抗代谢物 一些嘧啶、氨基酸或叶酸等的
类似物，对代谢的影响及抗肿瘤作用 与嘌呤抗代谢物类似。
与PRPP相连
反馈调节 终产物反馈抑制磷酸核 终产物反馈抑制磷酸核糖
糖焦磷酸激酶
焦磷酸激酶
终产物反馈抑制合成过程 终产物反馈抑制合成过程
某些酶活性
某些酶活性
抗代谢物 代谢产物
6MP，6-巯基鸟嘌呤， 氮杂丝氨酸、MTX等
尿酸
.
5-FU，氮杂丝氨酸， MTX
b-丙氨酸，b-氨基异丁酸
14
No Image
/10/29
.
15
（2）过程：
❖ 尿嘧啶核苷酸的合成：先合成嘧啶环，再 与磷酸核糖结合
❖ CTP的合成：由UMP在激酶连续催化下生 成UTP，再从谷氨酰胺接受氨基生成
❖ 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP或TMP）的
生成：由dUMP甲基化生成
.
4
CO2＋谷氨酰胺
CPS-II
O
氨基甲酰磷酸
As p
天冬氨酸氨基
氨甲酰 天冬氨酸
.
9
嘧啶核苷酸的合成代谢
嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶（5-FU）
5-
FdUM P
TMP 合成酶
TMP合成 参入RNA分子，
FU
FUTP
FUMP 从而破坏RNA
的结构与功能
.
10
嘧啶核苷酸的抗代谢物
氨基酸类似物：
氮杂丝氨酸结构与谷氨酰胺相似，可抑制 CTP的合成
叶酸类似物：
氨蝶呤及甲氨蝶呤，竞争性抑制二氢叶酸还 原酶，抑制了四氢叶酸的生成，干扰了一碳单位代 谢，从而抑制了TMP的合成，进而影响DNA的合 成。
.
12
嘧啶碱的分解代谢
胞嘧啶
胸腺嘧啶
b-脲基丙酸
b-脲基异丁酸
H2O H2O
b-丙氨酸
NH3 + CO2
.
b-氨基异丁酸
13
嘌呤核苷酸
嘧啶核苷酸
原料
天冬氨酸，谷氨酰胺，甘 天冬氨酸，谷氨酰胺，
氨酸、CO2，一碳单位
CO2，一碳单位
程序
在PRPP的基础上利用各 各种原料合成嘧啶环，再
种原料合成嘌呤环
核苷类似物：阿糖胞苷.、环胞苷
11
嘧啶核苷酸的分解代谢 胞嘧啶
HHO HO HβHH -O H 氨O βOO -基O 丙O H 异OHH O氨H丁酸H HH酸NOH COHHH ONNHOHHHONHN222ON+2OHNNHNNOHCCCHC3HH2HHHHHHHH3NHH排 有22NHHA3出 机ANDDβ+HP体酸N2-bCPH氨胸3N-O尿外代NA+丙+H基腺2AD嘧+H2氨或谢3异嘧+NPDC+酸啶NC丁啶进HHPOO+3酸+H+入22H3+
N
甲酰转移酶 H2O
乳清酸核苷酸
乳清酸
二氢乳清酸
O N PPi PRPP NADH++H NAD+
CO2
+
UM
PUDNPH 2 还原
dUDP O
合CN成TPU酶TGPln O CTNP
dCMP
N
C H3
TMP
dUMO
.
合成酶 dTM
甲基化N P(TM
5
嘧啶核苷酸的合成代谢
（3）从头合成的调节
❖ 关键酶：天冬氨酸氨基甲酰转移酶（细菌）
嘧啶核苷酸代谢
生物化学与分子生物学教研室 朱利娜
.
1
合成代谢
从头合成：原料 补救合成 嘧啶核苷酸的抗代谢物
分解代谢
.
2
嘧啶核苷酸的合成代谢
从头合成
（1）原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2
天冬氨酸
谷氨酰胺
C
NC
-O O C CH2
CO2 C
C
N
CH
+H3N
C O O-
.
3
嘧啶核苷酸的合成代谢
氨基甲酰磷酸合成酶CPS-II (哺乳动物)
PRPP合成酶
❖ 调节机制：反馈调节，UMP反馈抑制
阻遏或去阻遏调节
.
6
CPS-I与CPS-II的比较
部位 底物 能量 产物 调节
作用
CPS-I 肝线粒体 氨、CO2 消耗2ATP 氨基甲酰磷酸 受N-乙酰谷氨酸 变构激活调节 参与尿素合成
.
CPS-II 胞浆 谷氨酰胺、CO2 消耗2ATP 氨基甲酰磷酸 受UMP的反馈抑制
7
嘧啶核苷的合成代谢
补救合成
嘧啶 ＋ PRPP
嘧啶磷酸核糖 转移酶
嘧啶核苷酸＋ PPi
尿嘧啶核苷 尿苷激酶 UMP
ATP ADP
脱氧胸苷 胸苷激酶 TMP
ATP ADP
胸苷激酶 —— 恶性肿瘤的指征
.
8
嘧啶核苷酸的合成代谢
嘧啶核苷酸的抗代谢物 一些嘧啶、氨基酸或叶酸等的
类似物，对代谢的影响及抗肿瘤作用 与嘌呤抗代谢物类似。
与PRPP相连
反馈调节 终产物反馈抑制磷酸核 终产物反馈抑制磷酸核糖
糖焦磷酸激酶
焦磷酸激酶
终产物反馈抑制合成过程 终产物反馈抑制合成过程
某些酶活性
某些酶活性
抗代谢物 代谢产物
6MP，6-巯基鸟嘌呤， 氮杂丝氨酸、MTX等
尿酸
.
5-FU，氮杂丝氨酸， MTX
b-丙氨酸，b-氨基异丁酸
14
No Image
/10/29
.
15
（2）过程：
❖ 尿嘧啶核苷酸的合成：先合成嘧啶环，再 与磷酸核糖结合
❖ CTP的合成：由UMP在激酶连续催化下生 成UTP，再从谷氨酰胺接受氨基生成
❖ 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP或TMP）的
生成：由dUMP甲基化生成
.
4
CO2＋谷氨酰胺
CPS-II
O
氨基甲酰磷酸
As p
天冬氨酸氨基
氨甲酰 天冬氨酸
.
9
嘧啶核苷酸的合成代谢
嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶（5-FU）
5-
FdUM P
TMP 合成酶
TMP合成 参入RNA分子，
FU
FUTP
FUMP 从而破坏RNA
的结构与功能
.
10
嘧啶核苷酸的抗代谢物
氨基酸类似物：
氮杂丝氨酸结构与谷氨酰胺相似，可抑制 CTP的合成
叶酸类似物：
氨蝶呤及甲氨蝶呤，竞争性抑制二氢叶酸还 原酶，抑制了四氢叶酸的生成，干扰了一碳单位代 谢，从而抑制了TMP的合成，进而影响DNA的合 成。
.
12
嘧啶碱的分解代谢
胞嘧啶
胸腺嘧啶
b-脲基丙酸
b-脲基异丁酸
H2O H2O
b-丙氨酸
NH3 + CO2
.
b-氨基异丁酸
13
嘌呤核苷酸
嘧啶核苷酸
原料
天冬氨酸，谷氨酰胺，甘 天冬氨酸，谷氨酰胺，
氨酸、CO2，一碳单位
CO2，一碳单位
程序
在PRPP的基础上利用各 各种原料合成嘧啶环，再
种原料合成嘌呤环
核苷类似物：阿糖胞苷.、环胞苷
11
嘧啶核苷酸的分解代谢 胞嘧啶
HHO HO HβHH -O H 氨O βOO -基O 丙O H 异OHH O氨H丁酸H HH酸NOH COHHH ONNHOHHHONHN222ON+2OHNNHNNOHCCCHC3HH2HHHHHHHH3NHH排 有22NHHA3出 机ANDDβ+HP体酸N2-bCPH氨胸3N-O尿外代NA+丙+H基腺2AD嘧+H2氨或谢3异嘧+NPDC+酸啶NC丁啶进HHPOO+3酸+H+入22H3+
N
甲酰转移酶 H2O
乳清酸核苷酸
乳清酸
二氢乳清酸
O N PPi PRPP NADH++H NAD+
CO2
+
UM
PUDNPH 2 还原
dUDP O
合CN成TPU酶TGPln O CTNP
dCMP
N
C H3
TMP
dUMO
.
合成酶 dTM
甲基化N P(TM
5
嘧啶核苷酸的合成代谢
（3）从头合成的调节
❖ 关键酶：天冬氨酸氨基甲酰转移酶（细菌）
嘧啶核苷酸代谢
生物化学与分子生物学教研室 朱利娜
.
1
合成代谢
从头合成：原料 补救合成 嘧啶核苷酸的抗代谢物
分解代谢
.
2
嘧啶核苷酸的合成代谢
从头合成
（1）原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2
天冬氨酸
谷氨酰胺
C
NC
-O O C CH2
CO2 C
C
N
CH
+H3N
C O O-
.
3
嘧啶核苷酸的合成代谢
氨基甲酰磷酸合成酶CPS-II (哺乳动物)
PRPP合成酶
❖ 调节机制：反馈调节，UMP反馈抑制
阻遏或去阻遏调节
.
6
CPS-I与CPS-II的比较
部位 底物 能量 产物 调节
作用
CPS-I 肝线粒体 氨、CO2 消耗2ATP 氨基甲酰磷酸 受N-乙酰谷氨酸 变构激活调节 参与尿素合成
.
CPS-II 胞浆 谷氨酰胺、CO2 消耗2ATP 氨基甲酰磷酸 受UMP的反馈抑制